臺灣博碩士論文加值系統

模擬移動床(simulated moving bed)屬於層析分離的一種，比較SMB與批次式的層析制程，SMB是一個連續式制程；產物濃度高；分離效果佳產率高。而小型化(1-1000 kg/y)模擬移動床(本研究所使用之設備)應用，主要的為特用化學品、醫藥、光學異構物等的分離，不但協助生技公司以及特用化學品之廠商以低成本並且快速地完成樣品測試及動物試驗或人體試驗所需的樣品，對於所開發完成的產品(不論是醫藥或功能性食品)也可以及早接受市場的測試進而快速評估產品的價值。
本研究以芝麻素(sesamin)與芝麻醚素(sesamolin)分離為標的，分別利用自行組裝之兩種配管型式SMB(2-2-2-2、2-2-2-0)進行分離之可行性研究，研究首先篩選適當之吸附劑與流動相組成，隨後調查等溫吸附行為，再搭配三角形理論並規劃所需要的實驗而加以比對驗證。本研究並同時探討洗滌液組成、操作溫度、以及原料濃度、不純物對分離所造成的影響，並嘗試以三角形理論的遷移來解釋實驗結果。本研究顯示SMB技術應用在天然活性物質的分離純化是一種可行而且有效的技術，可加速國內生技醫藥產品開發的速度。

SMB (simulated moving bed) is a continuous chromatographic separation technology. Compared with batch-type preparative chromatography, the advantages of SMB include high yield, high purity, and high efficiency per unit weight of the adsorbent. In addition, SMB can be readily scaled-up for higher volume purification and can be conducted relatively quickly to meet the demand of tightened schedule in new product development.
This work report the separations of sesamin and sesamolin, respectively, by two SMBs. The two SMBs have different piping design and configuration. The 1st SMB has four sections and 2nd SMB has three sections. Both sections has two subsections so the 1st SMB is marked as 2-2-2-2 and the 2nd is 2-2-2-0. Effect of ingredient of desorbent, flow rate of desorbent, temperature, concentration of mixture, and impurities are reviewed by the triangle theory to explain the periodical change of concentration of effluents.

摘要1
Abstract 2
誌謝3
目錄4
圖目錄7
表目錄10
第一章：緒論11
1.1 SMB操作原理11
1.2 SMB技術緣起與產業應用情況16
1.3 三角理論17
1.4 芝麻素純化19
1.5 研究目的22
第二章：實驗設備與研究方法23
2.1 進出分散式SMB(四個區段)23
2.1.1 實驗流程23
2.1.2 實驗藥品24
2.1.3 實驗設備24
2.1.4 實驗步驟25
2.2 管柱分散式SMB(三個區段)28
2.2.1 實驗流程28
2.2.2 實驗流程29
2.2.3 實驗設備29
2.2.4 實驗步驟30
2.3 等溫吸附系製作方法32
2.4 芝麻素與芝麻醚素分析方法32
2.4.1 篩選固定相32
2.4.2 篩選流動相33
2.4.3 芝麻素與芝麻醚素檢量線34
第三章：結果與討論36
3.1 進出分散式SMB 36
3.1.1 流動相：純甲醇；芝麻素與芝麻醚素比例為9 : 1 36
3.1.2 流動相：甲醇與水比例為80:20；芝麻素與芝麻醚素比例為9:1 37
3.1.3 流動相：甲醇與水比例為80:20；芝麻素與芝麻醚素比例為3:1 40
3.1.4 流動相：甲醇與水比例為80:20；芝麻素與芝麻醚素比例為1:1 44
3.1.5 Desorbent極性影響47
3.1.6 溫度影響48
3.2 管柱分散式SMB 51
第四章：結論53
參考文獻54
圖目錄
圖1.1 TMB概念圖12
圖1.2 組態為2-2-2-2的SMB配置圖12
圖1.3 依配管方式區分的SMB型式分類13
圖1.4 (a)獨立式閥組的SMB外觀與(b)部份單向閥的配置情形15
圖1.5 (a)進出分散式閥組的SMB原型機外觀與(b)多孔閥的配置情形15
圖1.6 (a)管柱分散式SMB原型機(b)管柱配置情形15
圖1.7 三角形理論中可分離的操作條件範圍18
圖1.8 在三角形理論中建立最佳操作條件示意圖19
圖1.9 芝麻素以及芝麻醚素的化學結構式20
圖1.10 現有芝麻素的純化製程21
圖2.1 實驗流程圖23
圖2.2 組態為2-2-2-2的SMB配置圖25
圖2.3 沿連續層析法之濃度梯度圖26
圖2.4 芝麻素與芝麻醚素之等溫吸附線27
圖2.5 組態為2-2-2的管柱分散式SMB外觀圖30
圖2.6 單成分的前沿層析色譜32
圖2.7 芝麻素與芝麻醚素在不同管柱之分析譜圖33
圖2.8 以SUPELCO-C18管柱為固定相，流動相組成不同時，芝麻素與芝麻醚素之分析譜圖34
圖2.9 芝麻素與芝麻醚素比例為9:1之檢量線34
圖2.10 芝麻素與芝麻醚素比例為3:1之檢量線35
圖2.11 芝麻素與芝麻醚素比例為1:1之檢量線35
圖3.1 出口端濃度(切換時間14min，流動相為純甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為9:1)36
圖3.2 出口端濃度(切換時間14、16、18min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為9:1)38
圖3.3 出口端純度(切換時間14、16、18min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為9:1)39
圖3.4 出口端濃度(切換時間12、13、14、15、16min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為3:1)42
圖3.5 出口端純度(切換時間12、13、14、15、16min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為3:1)43
圖3.6 出口端濃度(切換時間12.5、13、13.2、13.5、16min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為1:1)45
圖3.7 出口端純度(切換時間12.5、13、13.2、13.5、16min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為1:1)46
圖3.8 出口端濃度及純度(切換時間9min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為3:1)48
圖3.9 出口端濃度及純度(切換時間14min，流動相為80%甲醇，芝麻素與芝麻醚素比例為3:1，操作溫度29~35℃)50
圖3.10 出口端濃度(切換時間12、10min，流動相為甲醇與0.1%醋酸水溶液比例80%比20%，芝麻素與芝麻醚素比例為1:1)52
表目錄
表2.1 濃度切換時之反區點27
表3.1 溶劑影響：溶於純甲醇(9:1 ratio of Sesamin and Sesamoiln were dissolved in Methanol)37
表3.2 溶劑影響：溶於甲醇-水(80 -20) (9:1 ratio of Sesamin and Sesamoiln were dissolved in 80 % Methanol and 20 % water)39
表3.3 溶劑影響：溶於甲醇-水(80 -20) (3:1 ratio of Sesamin and Sesamoiln were dissolved in 80 % Methanol and 20 % water)44
表3.4 溶劑影響：溶於甲醇-水(80 -20) (1:1 ratio of Sesamin and Sesamoiln were dissolved in 80 % Methanol and 20 % water)46
表3.5 管柱分散式SMB：溶於甲醇-0.1%醋酸水溶液(80 -20) (1:1 ratio of Sesamin and Sesamoiln were dissolved in 80 % Methanol and 20 % acetic acid aqueous solution-0.1 vol%)52

中文部份
[1]王德華、王輝國(2004)，模擬移動床技術發展，化工進展，23， 609-614.
[2]宋華、陳穎(2003)，化工分離程式，哈爾濱工業大學出版社。
[3]梁明在、王詩涵，超臨界二氧化碳中的磁穩定流化床裝置及其應用方法，台灣以及中國專利送件申請中。
[4]陳立仁(2006)，液相色譜手性分離，科學出版社。
英文部份
[1]Barker, P.E.(1978). Developments in Chromatography, applied science, London.
[2]Giovanni, O.D.(2000). Preparative Chromatography using supercritical fluids, Ph.D. Dissertation, Swiss federal institute of technology Zurich.
[3]Liapis, A.L., D.W. Rippin (1979), simulation of binary adsorption in continuous countercurrent operation in comparison with other operating models,AIChE J., 25, pp. 455-460.
[4]Rajendran, A., Paredes, G., and Mazzotti, M.(2009). Simulated Moving Bed Chromatography for the Separation of Enantiomers, Jpurnal of Chromatogrpahy A, 1216, pp. 709-738.
[5]Schmidt-Traub, H.(2005). Preparative Chromatography of Fine Chemicals and Pharmaceutical Agents, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.,.
[6]Subramanian, G.(2001). Chiral Separation Techniques – A Practical Approach, 2nd ed., Wiley-VCH, Verlag GmbH & Co.,.
[7]T. J. Fitzgerald, O. Levenspiel(1984). Magnetica Distributor-Downcomer for Fluidized Beds and Magnetic Valve to Control the Flow of Solids, US 4463502.
[8]Y. A. Liu, R. K. Hamby, R. D. Colberg(1991). Fundamental and Practical Developments of Magnetofluidized Beds: A Review, Powder Technology, 64, pp. 3-41.
[9]Yu, H.W., C.B. Ching(2002). Optimization of a simulated moving bed based on an approximated Langmuir Model, AIChE J., 48, pp. 2240-2246.